Спектрограф с плоским полем Советский патент 1989 года по МПК G01J3/18 

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению.

Целью изобретения является увеличение светосилы.

На чертеже показана оптическая схема спектрографа.

Спектрограф содержит входную щель

1,вогнутую дифракционную решетку 2 и фотоприемное утройство 3.

Спектрограф работает следующим образом.

Излучение от входной ш;ели 1 падает на вогнутую дифракционную решетку

2,которая разлагает его в спектр и фокусирует на фотоприемное устройство 3.

В известном спектрографе остаточная дефокусировка компенсирована в трех

точках спектра. Это означает, что для ее компенсации использованы три свобод1й1х параметра. Два из трех свободных параметров схемы записи, использованной в известном спектрографе голограммой решетки, необходимы для компенсации комы и астигматизма/ Следовательно, при заданной длине спектра, для получения трех точек фокусировки в качестве свободных . параметров необходимо использовать и угол падения с излучения на решетку 2, и расстояние г от вершины ре- щетки до входной шели. Свободного параметра для компенсации с .фернческой аберрации при этом не остается.

В предлагаемом спектрот рафе используется ВОГ НУТаЯ ПИфр.ЧКиИПЧП,-)

3.1509623

решетка, расстояние d между штрихами/и ,У - коэффидиенты неравномерности

которой изменяется по закону d dg(l + juy + у),

где у - координата в. направлении, перпендикулярном штрихам решетки,

maraj dj - расстояние между штрихами у

вершины решетки.

Коэффициент (ки.угол падения излучения на решетку об выбираются кз условий фокусировки.

cosoi.

ч

созоб cos/3. . sin/3,) о

roso COS р. COS об + cos/3, . . Q

maraj dj - расстояние между штрихами у

вершины решетки.

Коэффициент (ки.угол падения излучения на решетку об выбираются кз условий фокусировки.

Изобретение относится к оптическому спектральному приборостроению. Целью изобретения является увеличение светосилы. В спектрографе использована вогнутая дифракционная решетка с переменным расстоянием между штрихами. Отношение расстояния от вершины решетки до середины фотоприемного устройства к расстоянию от входной щели до вершины решетки 0,95-1,5. Угол α падения излучения на решетку удовлетворяет соотношению α = ARCSIN (CL-λ_ср)/D₀, где C = (0,4-0,5)^.10^-4, L - длина спектра, λ_ср - длина волны середины рабочего диапазона, D₀ - расстояние между штрихами решетки у вершины. Повышение светосилы достигается за счет минимизации сферической аберрации, что позволяет увеличить относительное отверстие в 1,5 раза. 1 ил.

где rj и г - расстояние от в.ершины решетки до краев фотоFг

приемнопэустройства 3;

-радиус решетки 2-у

-углы дифракции для ;. 20 . крайних, точек спектра.

где г Ь

г. sin(/3,

sin

(f5,) « ri

где ftjj- угол дифракции для средней

. длины волны диапазона; 1 т - расстояние от вершины решетки 2 до середины устройства 3 .

Дефокусировка в таком приборе компенсирована только в двух точках Спектра, однако, как показали расчеты при выборе угла падения

od arc sin

cvl - Л

cf

-4

где с (О,4-0,5)-10 ;

1 - длина спектра;

длина волны середины диапазона спектра, она не пр евьшга- ет дефокусировку в й звестном спектрографе

Коэффициент выбирается из усло- - ВИЯ минимальности по спектру величины TjgQ Psint)i(Pcoso6- I)coso6 +

+ p sinft(Pcos|3-Dcosft ч- A3oo(sino6 +

+ sinfi) характеризующей меридиалъ- ную кому, где А 300 2(|Ц -} )

Р 1-.р

г, г,

Основным преимуществом предлагаемого спектрографа является большая светосила, связанная с отсутствием сферической аб.еррации, что позволяет увеличить относительное отверстие в 1,5 раза.

При этом аберрация не вносит вклада в аппаратную функцию, если выполняется условие

- 0,95-1,5,

) « rising,-р,)

(

Формула изобретения

Спектрограф с плоским полем, содержащий, оптически связанные входную 0 щель, вогнутую дифракционную решетку с перемейным растоянием d между штрихами, удовлетворяющим сротноше- нию

35

d -d, (1 + fuy + :)У),

5

0

5

где d - расстояние между штрихами у вершины вогнутой дифракционной решетки, у - координата в направлении,

перпендикулярном штрихам; (ии;)

: - коэффициенты неравномерности шага штрихов,

и фотоприемное устройство, а отношение расстояния от вершины вогнутой дифракционной решетки до середины фотоприемного устройства к расстоянию от входной щели до вершины вогнутой дифракционной решетки равно 0,95-1,5, отличающийся тем, что, с иелью увеличения светосилы, угол об оптической осью, соединяющей входную щель и вогнутую дифракционную решетку , и нормалью к вогнутой дифракционной решетке удовлетворяет соотношению

. с1 eL - arcsin -1- 5

где с (0,4-0,5). 1 - длина спектра;

Редактор Г. Волкова

Составитель С.Иванов Техред А.Кравчук Корректор Т. Палий

Заказ 5792/33

Тираж 466

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

1509625

Лсв длина волны середины рабочего диапазона спектра.

Подписное